CN1365312A - 具有加固的齿槽和齿前角为负值的金属切割锯刀 - Google Patents

Abstract

一种切割金属工件的旋转锯刀。该锯刀包括一个在中心处设置有一孔并大体为圆形的主体板和多个设置于主体板周边上的突起的齿座部件。每个齿座部件都包括一个大体面向刀片旋转方向的锯齿连接部分和一个沿远离锯齿连接部分的方向延伸的周边导向部件。多个锯齿分别被安装到一个锯齿连接部分上。每个齿座部件都在各个导向部件之间形成了齿槽,而且其朝向刀片的中心大体沿径向向里延伸。这些齿槽还由一个喉部区域和一个圆形区域限定而成,其中喉部区域在一周边导向部件和一锯齿之间限定了一个间隙宽度。

Description

具有加固的齿槽和齿前角为负值的金属切割锯刀

所要求的优先权

本申请要求发明名称为“具有加强齿槽和负值齿前角的金属切割锯刀”、申请日为2000年3月21日、序列号为60/191,043的美国申请的优先权。

背景技术

本发明涉及一种用于切割金属薄板的旋转锯刀。具体而言，本发明涉及一种具有加固的齿槽结构和齿前角组合以有效地切割金属工件的锯刀。

手提式电动旋转工具通常在工地上用来在金属工件上作出切口。一般情况下，没有齿的磨削刀片被应用在固定的工具上，用于对较小的工件进行修整，同时还需要将不同的刀片与手提式工具组合到一起在金属上切割出更长更大的切口。这些较长的切口通常要求带齿的刀片能够在工件上有更多的切入量。这不仅省时，而且还能够防止由刀片和金属之间的摩擦所产生的热量过多地积累。

带齿的刀片通常包括多个从一个圆形金属板上径向突出的周边齿座。为控制倒转并为连接到齿座上的齿导向，通常要在每个齿的前方设置一个防倒转的凸肩。这些现有技术中的常规结构，例如授权给Morey等人的美国专利5261306，可能不适用于金属切割。使用这种刀片切割金属薄板可能会缩短刀片的寿命，而且还可能对使用者构成危险。

此外，传统的刀片结构或传统金属刀片切割结构的损坏通常是由于切割过程中的不精确性造成的。当在金属上采用具有更大切入量的刀片时，由摩擦热和应力破坏而造成的扭曲会使上述的齿不能对中。这样就会在工件上形成不均匀的切割面或毛边。

因此就需要提供一种能够更适用于切入性金属切割场合的刀片结构。

发明内容

为消除上述的一个或多个缺陷，本发明提供一个用于切割金属工件的旋转锯刀的实施例。该锯刀包括一个在中心处设置有一个孔并大体为圆形的主体板和多个设置于主体板周边上的突出的齿座部件。每个齿座部件都设置有一大体面向刀片转动方向的锯齿连接部分和一个沿远离锯齿连接部分的方向延伸的周边导向部件。多个锯齿分别被安装到一个锯齿连接部分上。各个齿座部件在各个导向部件之间形成了多个齿槽，而且其大体朝向刀片的中心沿径向向里延伸。这些齿槽还由一个喉部区域和一个圆形区域限定而成，其中喉部区域在一个周边导向部件和一个锯齿之间限定了一个间隙宽度。圆形区域的一部分最好大体定位于喉部区域的前方。

本发明的另一方面提供了旋转锯刀的另一实施例，其中多个突出的齿座部件分别设置有一大体面向刀片转动方向并指向前方的锯齿连接部分和一个周边导向部件，该周边导向部件设置有一个沿远离锯齿连接部分的方向向后延伸的指状部分。每个锯齿都安装到一个锯齿连接部分上，从而使沿径向位于最外部的锯齿边缘以一个介于0至7度之间的角度相对刀片上的径向直线定位。每个齿座部件、指状部分和锯齿都大体限定了一个齿槽，该齿槽包括一个喉部区域和一个圆形区域，其中圆形区域相对刀片的外边缘径向向里地设置。

本发明还体现于一种用于切割金属工件的方法。该方法包括以下步骤：提供一个手提式电动工具，然后将一个大体为圆形的刀片连接到电动工具上，接下来用电动工具和刀片切割金属。刀片包括一个主体板和多个沿周边间隔分布的齿座部件，此外，该主体板的中心处还设置有一个孔。每个齿座部件都设置有一个相对刀片的径向直线以负角度倾斜的锯齿连接部分，多个邻接的齿座部件限定了多个齿槽，每个齿槽都包括一个喉部区域和一个圆形区域。喉部区域限定了一个明显小于圆形区域圆弧半径的间隙宽度。

因此，本发明提供了一种能够有效而精确地切割薄金属工件的锯刀结构。负值的锯齿前角与锯刀的齿座结构相接合，从而使整个刀片具有更高的强度，同时还能够使锯齿更平滑地切入工件内。此外，形成于齿座之间的长统袜形齿槽结构能够沿齿槽的细长圆形边缘有效地分散线性张力，从而更有效地吸收由导向结构和齿座产生的应力。

应该理解：上述的大体描述和下面的详细说明仅是示例性和说明性的，并对本发明的保护范围作进一步的解释。现结合附图，参照下面的详细描述，将会更好地理解本发明及其目的和优点。

附图说明

参照附图，通过阅读下面的说明可以更加完整地理解本发明的优点，其中附图：

图1示出本发明之旋转锯刀的一个实施例的平面图；

图2示出了在变形后的第二实施例中与图1所示的锯刀相似的锯刀之周边部分的局部平面图，其中刀片上的锯齿已被拆掉；

图3示出了图1所示的锯刀的周边部分的局部平面图，其中锯齿已被安装到刀片上；

图4示出了图1所示的锯刀的侧平面图；

图5示出了图1所示的实施例的一个锯齿的前表面及与该锯齿相连接的刀片结构的局部视图；

图6是一个与图5相似的局部视图，图中示出了图1所示的实施例的另一锯齿的前表面。

最佳实施例

参照附图，图1示出了在设置有四十个锯齿的最佳实施例中圆形锯刀20的侧视图。当然，也可采用其它数量的锯齿。最佳的刀片20最好包括一块板22，在板22的中心处设置有一个5/8英寸的孔24，该孔用于将锯刀22安装到一根轴上。金属板22最好大概成圆形并由平面状的工具钢加工而成，锯刀的厚度约为.063英寸。轴孔24最好能够用于手提式圆锯的标准轴上。

在该实施例中，多个突出的齿座部件26分布在板20的周边上。齿座部件26最好包括多个分别将切割齿28连接到各个齿座部件26的锯齿连接部27上的前部。每个锯齿都最好由硬质合金或其它合适的硬质材料制成。如图2和3所示，每个锯齿都包括一个设置于刀片20的最外部周边延伸部分上并反向倾斜的外刀刃31、一个接触表面33、一个向里的底面35和大体平行接触表面33延伸的后表面37。每个锯齿28都最好在后表面37和底面35的接触点上被焊到各个齿座部件26的锯齿连接部27的台阶状前缘部分29上。

齿座部件26以一径向距离从每个锯齿28大体向后延伸，该径向距离小于锯齿28之刀刃31的移动距离。部件26之最后面的回退部分延伸成一个指向前一锯齿28的指状部分32。齿座部件26的最外部边缘40最好沿一V形弧线或一凹陷部分42移动一径向距离，该径向距离小于锯齿28的最外部刀刃。当由各个锯齿28作出切口后，边缘40的回退结构仅允许极少量的刀片22与金属工件的切口部分相接触。指状部分32还起到一个导向部件的作用，为指状部分32后方的下一锯齿28提供切割入口。

齿座部件26之最外部边缘40包括一个大体成直线的向里倾斜的部分44和一个向外倾斜的部分46。每个部件26上的倾斜部分44和46最好在一个最高点48处相交。两个部分44和46最好以角度β相交，该角度最好为170度。最高点48可以是一个锐边或是一个略微圆的部分，该圆部分的半径小于2mm。在最佳实施例中，向内倾斜部分44其长度为l1而向外倾斜部分46其长度为l2。在最佳实施例中，约为0.22英寸的长度l1最好大于长度l2，而长度l2在最佳实施例中最好为0.15英寸。尽管也可采用其它的长度和角度，但我们发现：这些尺寸在最佳实施例中产生了最佳的预期效果。

在最佳实施例中，锯齿28最好由硬质合金金属材料制成，而且切割表面33的前角α相对刀片20的半径为负值。具体而言，切割表面33的前角α相对一条引自刀片20中心的径向直线的角度约为5度。我们发现：对于该最佳实施例及将其应用到切割金属工件上而言，前角可相对径向直线50在0至7度之间有效地变化。应该注意：还可以采用其它的锯齿材料，例如其它硬化材料。

如图1所示，在最佳实施例中，由直径线66表示的内周边直径最好约为6.54英寸。切口周边68的直径最好约为7.25英寸，在图中切口周边68的直径由延伸到锯齿28的最外部刀刃31处的直径线69表示。

现参照图2和3，开口齿槽60向里形成于两个邻接的齿座部件26之间。具体而言，齿槽60由一个内部边缘62限定而成。边缘62包括位于齿座部件26后部的指状部分32之向里延伸的部分32a，而且该边缘62还以长统袜的结构形式在齿槽60的最大深度处延伸到内部周边64。接下来，边缘62向外延伸，以朝向邻接的锯齿区域和锯齿连接部分27弯曲。

如上所述，指状部分32朝着后面接连的齿座部件26向后延伸。齿槽60最初由一个喉部区域70限定而成，该喉部区域在指状部分32的后边缘32b和位于后一齿座部件26上的后一锯齿的切割表面33之间延伸。该喉部区域最好限定一个间隙宽度。

指状部分32的后边缘32b包括一个内部边缘62。该边缘62还通过在指状部分32的下方限定一个半径为R1的第一弧形部分而构成齿槽60的下部。轨迹基本为半圆形且半径为R2的前部弧形部分62a构成了齿槽60的前部。该弧形部分62a最好大体设置于喉部区域70的前方。前部弧形部分62a过渡成一个半径较大的下部弧形部分62b。最后，该下部弧形部分62b通过一个半径为R4的过渡弧形部分62c过渡到一个径向向外的方向上。弧形部分62c最后与切割表面33相接合并朝向喉部区域70延伸齿槽60的最后部分。尽管可以采用其它的半径尺寸和弧形轮廓，而且半径尺寸及弧形轮廓当然还可以随齿座数量及刀片尺寸的变化而改变，但我们发现：上述数值在最佳实施例中产生了最佳的效果。

为了能够相对刀片的径向直线在0至7度的范围内以最佳的角度支承锯齿28的表面33，连接部分27最后以类似的方式相对刀片20的半径倾斜。在图3所示的最佳实施例中，连接部分27是一个向里延伸0.075英寸至齿座部件26内的切槽部分或台阶部分。也可采用其它的接合介面来连接锯齿28。例如，根本无需采用连接部分27的台阶部分，而是直接将锯齿28焊到没有台阶的表面上，如图2的第二实施例所示。

图4示出了刀片20的一个边缘的视图。在图示的最佳实施例中，刀片20的最大厚度位于各个锯齿28的刀刃31顶部上的最外点。该距离由d1表示，最好为0.0795英寸厚。刀片20的最小厚度为由d2表示的均匀板厚0.063英寸。

图5和6示出了图1所示的刀片20之尖端部分的边缘视图。如图所示，每个齿28都设置有一个大体从刀片横截面的中点朝向刀片20的边缘延伸的倾斜刀刃31c和31d。刀刃31的其它部分31a和31b沿刀片20的旋转轴线水平延伸。在该最佳实施例中，位于交错排列的齿座部件26上的倾斜刀刃31c和31d分别相对水平部分31a和31b向下倾斜20度。这还可以由上面图4中的角度P表示。

使用时，使用者最好通过紧固包围轴的轴孔24而将刀片20连接到一个手提式电锯或其它便携式电锯上。接着，使用者就可以使用该电锯，从而使刀片沿图1所示的方向T旋转，以切透金属工件。刀片的最大转速最好为8300转/分(RPM)。刀片的最佳速度约为4000转/分。

当然，应该理解：可以在一个很宽的范围内对上述的实施例作出变化和修改。因此，前面的说明仅是说明性的，而不是对本发明的限制；而且还应该理解：包括所有等同替换的所附权利要求是用于限定本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种切割金属工件的旋转锯刀，所述锯刀包括：

一个大体为圆形的主体板，在该主体板的中心处设置有一孔；

多个突起的齿座部件设置在所述板的周边上，每个所述的齿座部件都包括一个大体面向所述刀片旋转方向的锯齿连接部分和一个沿远离所述锯齿连接部分的方向延伸的周边导向部件；

多个锯齿，每个所述的锯齿都被安装到一个所述的锯齿连接部分上；

每个所述的齿座部件都在每个所述导向部件之间限定了一个齿槽，而且其大体朝向所述中心沿径向向里延伸，每个所述的齿槽都由一个喉部区域和一个圆形区域限定而成，所述喉部区域在一周边导向部件和一个锯齿之间限定了一个间隙宽度，所述圆形部分的一部分包括一个大体定位于所述喉部区域前方的弧形部分。

2.根据权利要求1的锯刀，其特征在于：每个所述的锯齿都包括一个位于所述刀片最外部的刀刃和一个接触表面，所述接触表面的前角为负值。

3.根据权利要求2的锯刀，其特征在于：所述接触表面以约5度的前角相对一条由所述板之中心引出的径向直线延伸。

4.根据权利要求1的锯刀，其特征在于：所述锯齿连接部分还包括大体为直线的边缘，所述边缘相对一条由所述板之中心引出的径向直线以约为5度的角度延伸。

5.根据权利要求5的锯刀，其特征在于：每个所述的锯齿都包括一个接触表面，该接触表面平行于一个与所述接触表面相对的后部锯齿表面延伸，所述后部锯齿表面被安装到所述板的锯齿连接部分上并与所述锯齿连接部分对中。

6.根据权利要求1的锯刀，其特征在于：所述圆形区域包括一个弧形部分，该弧形部分的半径至少为所述喉部区域的所述间隙宽度的两倍。

7.一种旋转锯刀，其包括：

一个大体为圆形的主体板，在所述板的中心处设置有一孔；

多个突起的齿座部件设置在所述板的周边上，每个所述的齿座部件都包括一个大体面向所述刀片旋转方向并指向前方的锯齿连接部分和一个周边导向部件，所述周边导向部件包括一个沿远离所述锯齿连接部分的方向向后延伸的指状部分；

多个锯齿，每个所述的锯齿都被安装到一个所述的锯齿连接部分上，从而使沿径向位于最外部的所述锯齿边缘相对一条穿过所述齿的底部边缘的径向直线以约为0至7度的角度向前定位；

每个所述的齿座部件、指状部分和锯齿都大体限定了一个齿槽，每个所述的齿槽都具有一个喉部区域和一个从所述刀片的外部周边沿径向向里的圆形区域。

8.根据权利要求7的锯刀，其特征在于：所述圆形区域还包括一个由所述刀片的一个内部边缘限定而成的大体为椭圆形的区域，所述内部边缘的长度明显大于所述齿槽的径向深度。

9.一种切割金属工件的方法，所述方法包括下述步骤：

提供一个手提式电动工具；

将一个大体为圆形的刀片连接到所述电动工具上，所述刀片包括一个在中心处设置有一孔的主体板，多个沿周边间隔排列的齿座部件各包括一个相对所述刀片的径向直线以负角度倾斜的锯齿连接部分，多个邻接的所述齿座部件限定了一个包括一喉部区域和一圆形区域的齿槽，所述喉部区域限定了一个明显小于所述圆形区域之圆弧半径的间隙宽度；

使用所述的电动工具和所述刀片切割所述工件。

10.根据权利要求9的方法，其特征在于：所述刀片还包括一个安装到每个所述锯齿连接部分上的锯齿，所述锯齿各包括一个沿径向位于最外部的锯齿部分上的刀刃和一个相对所述径向直线以0至7度之间的角度倾斜的表面，从而使沿径向位于最外部的所述锯齿朝向所述刀片的切割方向相对一条由所述中心延伸至所述刀刃的径向直线倾斜。

11.根据权利要求10的方法，其特征在于：每个所述的齿座部件还包括一个邻近每个锯齿连接部分之后部的周边导向部件，所述周边导向部件包括一个向后突出的指状部分，所述指状部分形成了所述喉部区域的一个侧面。

12.根据权利要求11的方法，其特征在于：所述指状部分还包括一个从所述刀片的最外部周边径向向里的外边缘，所述边缘形成了一个山谷状的凹槽。

13.根据权利要求12的方法，其特征在于：所述齿槽还包括多个长统袜形的开口。

14.根据权利要求13的方法，其特征在于：每个所述的锯齿连接部分还包括一个形成于所述齿座部件内并适合于局部固定一个所述锯齿的台阶部分。

15.根据权利要求14的方法，其特征在于：每个所述的台阶部分都与所述锯齿的至少一个后部表面和一个底面相接触。

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